Propiedades de secciones: fórmulas de centroide y momento de inercia

Fórmulas de área, centroide y momento de inercia de 27 secciones, desde figuras básicas hasta perfiles de acero. El momento de inercia respecto a los ejes centroidales es el que necesitas para esfuerzos de flexión y deflexiones.

Abre cada sección para ver todas sus propiedades (inercia respecto a la base, módulo plástico, constante de torsión), o pulsa Calcular para obtener los valores con tus medidas.

Figuras básicas

SecciónÁreaCentroideInercia respecto a x̄Inercia respecto a ȳ
CuadradoCuadrado
A=l2A = l^2
xˉ=l2\bar{x} = \frac{l}{2}
yˉ=l2\bar{y} = \frac{l}{2}
Iˉx=l412\bar{I}_x = \frac{l^4}{12}
Iˉy=l412\bar{I}_y = \frac{l^4}{12}
Calcular
Cuadrado girado (rombo)Cuadrado girado (rombo)
A=l2A = l^2
xˉ=l2\bar{x} = \frac{l}{\sqrt{2}}
yˉ=l2\bar{y} = \frac{l}{\sqrt{2}}
Iˉx=l412\bar{I}_x = \frac{l^4}{12}
Iˉy=l412\bar{I}_y = \frac{l^4}{12}
Calcular
RectánguloRectángulo
A=bhA = b h
xˉ=b2\bar{x} = \frac{b}{2}
yˉ=h2\bar{y} = \frac{h}{2}
Iˉx=bh312\bar{I}_x = \frac{b h^3}{12}
Iˉy=b3h12\bar{I}_y = \frac{b^3 h}{12}
Calcular
Rectángulo rotadoRectángulo rotado
A=bhA = b h
xˉ=bcos⁡(θ)+hsin⁡(θ)2\bar{x} = \frac{b \cos(\theta) + h \sin(\theta)}{2}
yˉ=bsin⁡(θ)+hcos⁡(θ)2\bar{y} = \frac{b \sin(\theta) + h \cos(\theta)}{2}
Iˉx=bh12(b2sin⁡2(θ)+h2cos⁡2(θ))\bar{I}_x = \frac{b h}{12} (b^2 \sin^2(\theta) + h^2 \cos^2(\theta))
Iˉy=bh12(b2cos⁡2(θ)+h2sin⁡2(θ))\bar{I}_y = \frac{b h}{12} (b^2 \cos^2(\theta) + h^2 \sin^2(\theta))
Calcular
TriánguloTriángulo
A=bh2A = \frac{b h}{2}
xˉ=a+b3\bar{x} = \frac{a + b}{3}
yˉ=h3\bar{y} = \frac{h}{3}
Iˉx=bh336\bar{I}_x = \frac{b h^3}{36}
Iˉy=bh(a2−ab+b2)36\bar{I}_y = \frac{bh(a^2-ab+b^2)}{36}
Calcular
Trapecio isóscelesTrapecio isósceles
A=h(a+b)2A = \frac{h(a + b)}{2}
xˉ=b2\bar{x} = \frac{b}{2}
yˉ=h(2a+b)3(a+b)\bar{y} = \frac{h(2a + b)}{3(a + b)}
Iˉx=h3(a2+4ab+b2)36(a+b)\bar{I}_x = \frac{h^3(a^2 + 4ab + b^2)}{36(a + b)}
Iˉy=h(a+b)(a2+b2)48\bar{I}_y = \frac{h(a + b)(a^2 + b^2)}{48}
Calcular
Trapecio generalTrapecio general
A=h(a+b)2A = \frac{h(a + b)}{2}
xˉ=a2+ab+2ac+b2+bc3(a+b)\bar{x} = \frac{a^2 + ab + 2ac + b^2 + bc}{3(a + b)}
yˉ=h(2a+b)3(a+b)\bar{y} = \frac{h(2a + b)}{3(a + b)}
Iˉx=h3(a2+4ab+b2)36(a+b)\bar{I}_x = \frac{h^3(a^2 + 4ab + b^2)}{36(a + b)}
Iˉy=Iy−xˉ2A\bar{I}_y = I_y - \bar{x}^2 A
Calcular

Figuras circulares

SecciónÁreaCentroideInercia respecto a x̄Inercia respecto a ȳ
CírculoCírculo
A=πr2A = \pi r^2
xˉ=r\bar{x} = r
yˉ=r\bar{y} = r
Iˉx=πr44\bar{I}_x = \frac{\pi r^4}{4}
Iˉy=πr44\bar{I}_y = \frac{\pi r^4}{4}
Calcular
SemicírculoSemicírculo
A=πr22A = \frac{\pi r^2}{2}
xˉ=0\bar{x} = 0
yˉ=4r3π\bar{y} = \frac{4r}{3\pi}
Iˉx=(π8−89π)r4\bar{I}_x = \left(\frac{\pi}{8} - \frac{8}{9\pi}\right) r^4
Iˉy=πr48\bar{I}_y = \frac{\pi r^4}{8}
Calcular
Cuarto de círculoCuarto de círculo
A=πr24A = \frac{\pi r^2}{4}
xˉ=4r3π\bar{x} = \frac{4r}{3\pi}
yˉ=4r3π\bar{y} = \frac{4r}{3\pi}
Iˉx=(π16−49π)r4\bar{I}_x = \left(\frac{\pi}{16} - \frac{4}{9\pi}\right) r^4
Iˉy=(π16−49π)r4\bar{I}_y = \left(\frac{\pi}{16} - \frac{4}{9\pi}\right) r^4
Calcular
Sector circularSector circular
A=θr22A = \frac{\theta r^2}{2}
xˉ=4rsin⁡(θ/2)3θ\bar{x} = \frac{4r \sin(\theta/2)}{3\theta}
yˉ=0\bar{y} = 0
Iˉx=r4(θ−sin⁡θ)8\bar{I}_x = \frac{r^4(\theta - \sin\theta)}{8}
Iˉy=Iy−xˉ2A\bar{I}_y = I_y - \bar{x}^2 A
Calcular

Secciones huecas y de pared delgada

SecciónÁreaCentroideInercia respecto a x̄Inercia respecto a ȳ
Rectángulo huecoRectángulo hueco
A=bh−bihiA = b h - b_i h_i
xˉ=b2\bar{x} = \frac{b}{2}
yˉ=h2\bar{y} = \frac{h}{2}
Iˉx=bh312−bihi312\bar{I}_x = \frac{b h^3}{12} - \frac{b_i h_i^3}{12}
Iˉy=b3h12−bi3hi12\bar{I}_y = \frac{b^3 h}{12} - \frac{b_i^3 h_i}{12}
Calcular
Rectángulo de pared delgadaRectángulo de pared delgada
A=bh−bihiA = b h - b_i h_i
xˉ=b2\bar{x} = \frac{b}{2}
yˉ=h2\bar{y} = \frac{h}{2}
Iˉx=bh312−bihi312\bar{I}_x = \frac{b h^3}{12} - \frac{b_i h_i^3}{12}
Iˉy=b3h12−bi3hi12\bar{I}_y = \frac{b^3 h}{12} - \frac{b_i^3 h_i}{12}
Calcular
Círculo huecoCírculo hueco
A=π(R2−r2)A = \pi (R^2 - r^2)
xˉ=R\bar{x} = R
yˉ=R\bar{y} = R
Iˉx=π4(R4−r4)\bar{I}_x = \frac{\pi}{4} (R^4 - r^4)
Iˉy=π4(R4−r4)\bar{I}_y = \frac{\pi}{4} (R^4 - r^4)
Calcular
Círculo de pared delgadaCírculo de pared delgada
A=π(R2−r2)A = \pi (R^2 - r^2)
xˉ=R\bar{x} = R
yˉ=R\bar{y} = R
Iˉx=π4(R4−r4)\bar{I}_x = \frac{\pi}{4} (R^4 - r^4)
Iˉy=π4(R4−r4)\bar{I}_y = \frac{\pi}{4} (R^4 - r^4)
Calcular

Polígonos regulares

SecciónÁreaCentroideInercia respecto a x̄Inercia respecto a ȳ
HexágonoHexágono
A=332l2A = \frac{3\sqrt{3}}{2}l^2
xˉ=l\bar{x} = l
yˉ=32l\bar{y} = \frac{\sqrt{3}}{2}l
Iˉx=5316l4\bar{I}_x = \frac{5\sqrt{3}}{16}l^4
Iˉy=5316l4\bar{I}_y = \frac{5\sqrt{3}}{16}l^4
Calcular
OctágonoOctágono
A=2(2+1)l2A = 2(\sqrt{2}+1) l^2
xˉ=2+12l\bar{x} = \frac{\sqrt{2}+1}{2} l
yˉ=2+12l\bar{y} = \frac{\sqrt{2}+1}{2} l
Iˉx=11+8212l4\bar{I}_x = \frac{11+8\sqrt{2}}{12} l^4
Iˉy=11+8212l4\bar{I}_y = \frac{11+8\sqrt{2}}{12} l^4
Calcular

Perfiles estructurales

SecciónÁreaCentroideInercia respecto a x̄Inercia respecto a ȳ
Viga IViga I
A=td+2s(b−t)A = td +2s(b -t)
xˉ=b2\bar{x} = \frac{b}{2}
yˉ=d2\bar{y} = \frac{d}{2}
Iˉx=bs36+bs(d−s)22+t(d−2s)312\bar{I}_x = \frac{bs^3}{6} +\frac{bs(d-s)^2}{2} +\frac{t(d-2s)^3}{12}
Iˉy=b3s6+t3(d−2s)12\bar{I}_y = \frac{b^3s}{6} +\frac{t^3(d -2s)}{12}
Calcular
Viga I de alas inclinadasViga I de alas inclinadas
A=dt+(b−t)(g+s)A = dt + (b-t)(g+s)
xˉ=b2\bar{x} = \frac{b}{2}
yˉ=d2\bar{y} = \frac{d}{2}
Iˉx=d3t12+(b−t)(3d2(g+s)−4d(g2+gs+s2)+2(g+s)(g2+s2))12\bar{I}_x = \frac{d^3 t}{12} + \frac{(b - t)(3d^2(g + s) - 4d(g^2 + gs + s^2) + 2(g + s)(g^2 + s^2))}{12}
Iˉy=dt312+(b−t)((b+t)2(g+s)+2(gt2+sb2))24\bar{I}_y = \frac{d t^3}{12} + \frac{(b-t)((b + t)^2(g + s) + 2(gt^2 + sb^2))}{24}
Calcular
Viga I de alas desigualesViga I de alas desiguales
A=dt+s1(b1−t)+s2(b2−t)A = dt+s_1(b_1-t)+s_2(b_2-t)
xˉ=max(b1,b2)2\bar{x} = \frac{\text{max}(b_1,b_2)}{2}
—
—
Iˉy=dt3+s1(b13−t3)+s2(b23−t3)12\bar{I}_y = \frac{dt^3 + s_1(b_1^3-t^3) + s_2(b_2^3 - t^3)}{12}
Calcular
Viga TViga T
A=bs+t(d−s)A = bs+t(d-s)
xˉ=b2\bar{x} = \frac{b}{2}
yˉ=bs(2d−s)+t(d−s)22A\bar{y} = \frac{bs(2d-s)+t(d-s)^2}{2A}
Iˉx=Ix−yˉ2A\bar{I}_x = I_x - \bar{y}^2 A
Iˉy=b3s12+t3(d−s)12\bar{I}_y = \frac{b^3s}{12} + \frac{t^3(d-s)}{12}
Calcular
Viga T de alma variableViga T de alma variable
A=bs+(d−s)(t1+t2)2A = bs + \frac{(d-s)(t_1+t_2)}{2}
xˉ=b2\bar{x} = \frac{b}{2}
yˉ=3bs(2d−s)+(d−s)2(t1+2t2)6A\bar{y} = \frac{3bs(2d-s) + (d-s)^2(t_1+2t_2)}{6A}
Iˉx=Ix−yˉ2A\bar{I}_x = I_x - \bar{y}^2 A
Iˉy=b3s12+(d−s)(t1+t2)(t12+t22)48\bar{I}_y = \frac{b^3s}{12} + \frac{(d-s)(t_1+t_2)(t_1^2+t_2^2)}{48}
Calcular
Perfil canal CPerfil canal C
A=2bs+t(d−2s)A = 2bs + t(d-2s)
xˉ=2b2s+t2(d−2s)4bs+2t(d−2s)\bar{x} = \frac{2b^2s + t^2(d-2s)}{4bs + 2t(d-2s)}
yˉ=d2\bar{y} = \frac{d}{2}
Iˉx=Ix−yˉ2A\bar{I}_x = I_x - \bar{y}^2A
Iˉy=Iy−xˉ2A\bar{I}_y = I_y - \bar{x}^2A
Calcular
Canal de alas inclinadasCanal de alas inclinadas
A=bd−(b−t)(d−n−s)A = bd - (b-t)(d-n-s)
xˉ=2b2(n+2s)+2b(n−s)t+(3d−4n−2s)t26A\bar{x} = \frac{2b^2(n+2s) + 2b(n-s)t + (3d-4n-2s)t^2}{6A}
yˉ=d2\bar{y} = \frac{d}{2}
Iˉx=Ix−yˉ2A\bar{I}_x = I_x - \bar{y}^2A
—Calcular
Ángulo de lados igualesÁngulo de lados iguales
A=a2−(a−t)2A = a^2 - (a-t)^2
xˉ=a2+at−t22(2a−t)\bar{x} = \frac{a^2 + at - t^2}{2(2a - t)}
yˉ=a2+at−t22(2a−t)\bar{y} = \frac{a^2 + at - t^2}{2(2a - t)}
Iˉx=Ix−yˉ2A\bar{I}_x = I_x - \bar{y}^2 A
Iˉy=Iy−xˉ2A\bar{I}_y = I_y - \bar{x}^2 A
Calcular
Ángulo de lados desigualesÁngulo de lados desiguales
A=t(a+b−t)A = t(a + b - t)
xˉ=at+b2−t22(a+b−t)\bar{x} = \frac{at+b^2-t^2}{2(a+b-t)}
yˉ=a2+bt−t22(a+b−t)\bar{y} = \frac{a^2+bt-t^2}{2(a+b-t)}
Iˉx=Ix−yˉ2A\bar{I}_x = I_x - \bar{y}^2 A
Iˉy=Iy−xˉ2A\bar{I}_y = I_y - \bar{x}^2 A
Calcular
Perfil ZPerfil Z
A=t(2b+d−2t)A = t(2b + d - 2t)
xˉ=b−t2\bar{x} = b-\frac{t}{2}
yˉ=d2\bar{y} = \frac{d}{2}
Iˉx=t(2b(3d2−6dt+4t2)+(d−2t)3)12\bar{I}_x = \frac{t(2b(3d^2-6dt+4t^2) + (d-2t)^3)}{12}
Iˉy=t((2b−t)3+t2(d−t))12\bar{I}_y = \frac{t((2b-t)^3+t^2(d-t))}{12}
Calcular

Notación y ejes

Notación y ejes

El origen es la esquina inferior izquierda del rectángulo que contiene la sección. x̄ e ȳ ubican el centroide; Ī_x e Ī_y son los momentos de inercia respecto a los ejes centroidales; I_x e I_y se toman respecto a la base y al borde izquierdo, y se relacionan por el teorema de Steiner.

Para qué se usan

Esfuerzo de flexión σ = M·y/Ī, deflexión de vigas (EI), pandeo de columnas (radio de giro r = √(Ī/A)) y capacidad plástica de perfiles de acero (Z).

Preguntas frecuentes

¿Cuál es el momento de inercia de un rectángulo?

Respecto a su eje centroidal horizontal, un rectángulo de base b y altura h tiene Ī_x = bh³/12. Respecto a su base es I_x = bh³/3, que es el valor centroidal más A·(h/2)² por el teorema de Steiner.

¿Cuál es el momento de inercia de un círculo?

Un círculo macizo de radio r tiene Ī = πr⁴/4 respecto a cualquier eje centroidal. Un círculo hueco de radio exterior R e interior r tiene Ī = π(R⁴ − r⁴)/4.

¿Dónde está el centroide de un triángulo o de un trapecio?

El centroide de un triángulo está a un tercio de su altura desde la base. En un trapecio con lados paralelos a (arriba) y b (abajo) y altura h, está a ȳ = h(2a + b)/(3(a + b)) de la base.

¿Cómo combino varias figuras?

Suma las áreas, calcula el centroide total como el promedio de los centroides ponderado por área, y suma el momento de inercia de cada figura llevado al centroide total con el teorema de Steiner: I = Ī + A·d².

Obtén las propiedades con tus medidas

Elige una sección, ingresa sus dimensiones y obtén al instante el área, el centroide y los momentos de inercia, con la sección dibujada a escala.

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